计及高渗透率光伏的配电网广义负荷一体化等值建模

计及光伏等新能源电源的配电网广义负荷模型,通常是在传统综合负荷模型的基础上并联新能源电源的等值模型,其结构庞大,模型阶数较高,使得参数难以辨识。提出一种计及光伏的配电网广义负荷一体化等值建模方法,其简化了模型结构,且无需依赖光伏发电系统的出力数据。基于光伏发电系统动态特性的理论和仿真分析,提出光伏发电系统的多项式等值模型;建立光伏发电系统和配电网静态负荷的一体化模型,扩展参数取值范围,并采用改进遗传算法对模型参数进行辨识。基于DIgSILENT-MATLAB联合仿真平台的仿真结果表明,所提一体化等值模型能够较为准确地描述计及光伏发电系统的配电网广义负荷的动态特性。     

分布式可再生能源发电公共信息模型扩展研究

分布式发电与大电网并网运行的方式被认为是未来电网的发展方向,为在传统配网的管理系统中增加相应的分布式电源管理和控制功能,对分布式发电系统的公共信息模型扩展进行研究。首先讨论以风力发电和光伏发电为主的分布式可再生能源发电系统特点和管理需求,对风力发电和光伏发电系统进行实体分析,然后遵照国际电工技术委员会颁布的IEC 61970标准中电力系统公共信息模型,提出风力发电和光伏发电的模型扩展,并使用统一建模语言描述扩展类及其具体属性。该模型扩展已应用于微电网实验室中央管理系统的开发设计,可为未来可能出现的含可再生发电单元的分布式发电与大电网DMS系统集成问题提供参考。     

宁夏电网新能源发电优先消纳评价机制研究

针对宁夏新能源高速增长,风力发电并网困难的问题,研究了日前评价、日内评价和运行结果评价等多级评价指标体系,建立了宁夏电网新能源发电优先消纳评价机制及新能源发电优先消纳后评价流程。应用结果表明:该评价机制和评价流程有效地提高了宁夏电网对新能源发电的消纳率,实现了新能源发电、送电及消纳的协调统一。     

风力发电并网控制系统的实验研究

风能是清洁的可再生能源,风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式.介绍了一种利用永磁同步发电机获得风能,并通过AC/DC/AC方式将电能输入电网的小容量风力发电并网模式.根据这种风力发电并网模式搭建的实验平台通过整流、直流斩波升压和逆变3部分将风力发电机输出的电能送入三相电网.该实验平台以永磁同步发电机的输出为模型,对并网电压、电流的谐波、相位、功率因数等参数进行实验分析.电能质量符合并网要求.     

改进光伏模型及其在微网可靠性评估中的应用

新能源发电系统的准确建模是分析新能源并网稳定性、安全性与可靠性等方面影响的关键因素。针对光伏发电系统可靠性影响分析,本文在详细分析现有光伏发电系统可靠性模型优缺点与适用范围的基础上,提出了一种综合考虑容量、温度及辐照度等运行条件约束的改进模型。为分析其对微电网可靠性评估的影响,设计了基于时序蒙特卡罗状态抽样法的可靠性评估流程,并对含光伏发电系统的微网进行了可靠性评估验证。理论分析与评估结果表明,改进模型使得评估结果更为严格,且实际输出功率方差较之现有模型有所减小,能在一定程度上加快蒙特卡罗法评估的收敛速度。     

基于改进教与学优化的光伏阵列模型参数辨识研究

光伏发电系统中阵列模型及其参数辨识的准确性对光伏电站故障诊断、发电功率预测以及并网运行的稳定性评估具有重要意义。在单二极管模型基础上建立了光伏阵列数学模型,并提出一种基于Tent混沌映射的改进教与学优化算法对模型参数进行辨识,通过实测数据和参数辨识后的仿真结果进行对比,验证了该模型的准确性、求解快速性以及稳定性,为下阶段综合能源系统建模奠定模型基础。     

新能源发电并网标准比较

针对新能源发电并网对传统电网正常运行的影响,阐述了国内外新能源发电并网标准,并比较了国内外常用光伏发电和风力发电的并网标准,指出了制定新能源并网标准应重点考虑电能质量、保护与控制等方面的事宜,为我国制定其他形式的新能源并网标准以及发展和完善现有标准提供了可借鉴的参考.     

含新能源电力系统状态估计研究现状和展望

随着新能源的并网,需要考虑新类型电源的特性对电力系统状态估计器进行进一步研究。综述了系统拓扑结构处理、系统可观测性方法;对新能源并网模型进行了详细分类和概述;按照新能源并网方式对含新能源电力系统状态估计方法进行分类和详细分析;在对传统不良数据检测和辨识研究现状进行总结的基础上,分析了新能源并网后不良数据检测与辨识所面临的困难,同时给出了可能的解决方法。最后对新能源并网建模、含新能源电力系统状态估计算法、含新能源不良数据检测与辨识中值得研究的方向进行了展望。     

新能源并网发电及电力管理系统的实物仿真平台

新能源并网发电及电力管理技术研究项目利用计算机、调速器、直流电动机、发电机等设备构建了一个新能源并网发电及电力管理系统的实物仿真平台。本文主要阐述了可再生能源发电实验平台的硬件设计与连接,以及软件的设置与编程。该平台适用于太阳能光伏发电、风力发电等多种新能源的试验研究。     

基于WSR的用户参与新能源发电并网调峰系统研究

在现今大规模新能源发电的背景下,电网中存在并网调峰能力不足的问题。系统地分析了用户参与新能源发电并网调峰的可行性,确定了以物理-事理-人理(WSR)系统方法论对用户参与新能源发电并网调峰进行研究的新思路。基于WSR系统方法论,建立用户参与新能源发电并网调峰的三维框架,形成了调峰缺口规律、调峰模式管理和辅助服务机制的研究体系,为解决新能源发电调峰问题提供了科学系统的理论模型。     

新能源发电模型统一化研究

随着以风能和太阳能为代表的大规模新能源发电装机容量在电力系统中所占比例越来越大,其对电力系统安全稳定深层次的影响日益凸显,分析这一影响的关键在于新能源发电系统的准确建模。立足于新能源发电系统建模现状,指出其模型统一化的必要性;回顾新能源发电统一模型的发展过程,综述其研究现状;在此基础上,提炼新能源发电统一模型的共性特征和适用范围,探讨其进一步完善和发展的方向,厘清下一步研究思路。认为模型的统一化是新能源发电建模技术的重要发展方向,也是新能源发电模型在包含新能源的电力系统安全稳定分析和相关研究中得到推广应用的基础和必要条件。     

虚拟同步发电机并网运行适应性分析及探讨

虚拟同步发电机(VSG)技术可使新能源发电设备具有与同步机类似的频率和电压支撑能力,因此得到广泛关注。目前相关研究主要关注VSG本体模型及控制策略,同时工程应用场景主要为微电网。从大容量并网新能源VSG示范工程建设中遇到的难点出发,结合目前新能源发展中遇到的相关技术问题,将VSG并网后在复杂电网工况下的安全高效运行概括为VSG的并网适应性问题,包括并网稳定、故障穿越和风电VSG转子惯量支撑。对于并网适应性问题,分别总结和梳理了已有研究成果和局限性,针对性地介绍了相关研究进展,并对未来的研究方向进行了展望。     

考虑多控制环耦合的并网逆变器非线性建模及仿真分析

随着新能源发电技术的快速发展和电力电子化设备的规模化应用,电力电子化已成为新型电力系统的重要发展趋势。并网逆变器作为新能源接入电网的重要接口,其暂态稳定性对电力系统的稳定可靠运行尤为重要。并网逆变器具有多控制环耦合与强非线性的特征,因此建立其非线性数学模型是分析其暂态稳定性的重要基础。然而,已有的研究大多是基于小信号建模或只考虑单一控制环节的简化非线性建模,不能完全表征并网逆变器在大扰动条件下的暂态响应。因此,充分考虑并网逆变器多控制环耦合特性,建立其全阶非线性暂态模型,包含功率下垂控制环、锁相环,电压电流双闭环控制。为了便于模型应用,采用奇异摄动法推导了非线性降阶模型。利用Matlab/Simulink时域仿真和RT-Lab实时仿真,验证了全阶模型和降阶模型在小扰动和大扰动下的准确性。在非线性降阶模型的基础上进行线性化,并利用小信号方法分析了系统参数对稳定性的影响。所建立的并网逆变器非线性暂态模型具有较高的模型精度和实用性,可为电力电子化电力系统的暂态稳定性分析提供数学模型基础。     

并网逆变发电系统共模传导干扰累加效应的模型预估研究

分布式新能源并网发电系统因使用电力电子接口而易在电网中产生电磁干扰,对并网逆变发电系统中共模传导干扰的累加效应及其随机特性进行研究有重要的工业应用价值。首先提出了一种结构灵活的两电平三相逆变器共模传导干扰预测模型,在其基础上建立并网逆变发电系统的共模传导干扰预估模型。根据逆变器中有源/无源元器件参数的随机概率分布统计特性,利用蒙特卡罗法对并网发电系统共模传导干扰发射进行随机模拟,并对系统中主要影响因素随机变化的干扰发射作用进行了分析。Matlab模型仿真及样机实测证明了研究的有效性。     

高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架

大力发展可再生能源是应对能源危机和环境问题的重要手段,高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的基本特征。文中从高比例可再生能源接入带来的强不确定性和高度电力电子化带来的稳定机理变化两个方面,分析了高比例可再生能源电力系统面临的关键科学问题。在此基础上,从中国未来电力系统结构形态分析与电力预测、含高比例可再生能源的输电系统规划、含高渗透率可再生能源的配电系统规划、电力电子化电力系统稳定性分析、含高比例可再生能源交直流混联系统的优化运行等5个方面,提出了高比例可再生能源电力系统的研究框架,重点阐述了这5个方面的相互关系。最后,对未来高比例可再生能源电力系统的研究进行了总结和展望。     

“风光水”互补发电系统的调度策略

已有的可再生能源发电调度策略的研究成果大多针对单一风能或太阳能以及“风光”、“风水”互补发电系统,较少涉及到综合了“风光水”3种能源的互补发电系统。为此,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,在综合考虑了投资、系统运营成本、环境治理等因素,以及孤网、并网这2种运行方式的前提下,建立了最低成本的优化模型。在此基础上,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,实现了“风光水”这3种新能源输出功率的最佳配置,相关仿真结果验证了上述调度策略的可行性。研究表明,最优运行和调度策略可以评估系统在不同运行方式下的经济性能,提高互补系统的可靠性和灵活性。     

大规模光伏发电并网概率潮流计算及对电网的影响

随着并网光伏发电容量的规模越来越大,光伏发电固有的波动性和不可控性导致其大规模并网时会使潮流分布发生变化甚至潮流反向,对电网的安全稳定运行造成影响。建立了光伏发电系统的潮流计算模型,以IEEE14节点系统和西北某省级电网系统为研究算例,对含光伏的电力系统进行概率潮流计算,全面分析了不同光伏接入容量、不同光伏接入点及不同光伏出力相关性的情况下大规模光伏并网对系统潮流的影响。结果表明光伏接入容量越大,电压及支路潮流的波动和越限概率也越大,光伏接入点将影响系统网损及光伏极限接入容量,并发现光伏接入对系统潮流的影响具有方向性,且光伏电站出力相关性不可忽略。所得结论可为电力系统新能源规划与运行提供决策参考。     

弱电网下采用SVC与SVG补偿后新能源并网变换器的功率传输特性分析

在大规模新能源集中接入电网时,因弱电网线路的无功消耗会导致新能源并网点电压下降。为保证新能源的有效送出,在新能源并网点会集中接入SVC/SVG等无功补偿装置。然而,无功补偿对新能源并网变换器在弱电网条件下功率传输能力的提升力度及关键影响因素尚不明确。该文以新能源并网变换器为研究对象,首先分析它在不考虑无功补偿条件下并入弱电网时的功率传输特性,并重点探讨其极限输出功率的形成机理及其关键影响因素;其次,分析所接入的2种典型无功补偿装置(静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和静止无功发生器(static var generator,SVG))的工作机理,研究考虑无功补偿后新能源并网变换器的功率传输特性,并分析其极限输出功率与短路比、无功补偿装置容量、无功补偿装置类型的约束关系;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证论文理论分析的正确性。     

并网变流器的频率耦合阻抗模型及其稳定性分析

可再生能源并网系统中,如光伏、风电以及无功补偿等并网均采用电压源型变流器。变流器与交流电网之间的相互作用会引发新的振荡问题,阻抗模型分析成为研究此类问题的重要方法。多数阻抗模型往往忽略了变流器外环控制和频率耦合的影响,适用于变流器高频动态特性研究,但在分析变流器中低频动态(如次同步振荡)方面不够精确。为弥补这一缺陷,文中针对典型电压源型并网变流器提出了一种频率耦合阻抗模型,同时考虑了互补频率耦合效应和外环控制,采用详细电磁模型时域仿真与辨识验证了阻抗模型推导的正确性。进一步构建并网系统的整体阻抗模型,分析变流器并网系统的稳定性,时域仿真结果证实了所提模型在中低频率振荡分析中的有效性。     

储能型光伏系统功率控制仿真分析

光伏发电系统输出功率易受外部环境的影响,存在诸多不确定因素.该文采用蓄电池储能单元作为光伏并网的能量缓冲装置,以控制并网的功率输出.文中建立了基于等效电路的电池储能光伏并网系统整体动态数学模型,设计相应的控制策略,对系统的输出功率进行控制,并以随机光照强度的扰动为例,对系统输出的电能质量和稳定性进行仿真研究.结果表明,...